Studio e analisi dei sistemi di indagine remote sensing, morfologia e topografia
Università di Torino
F tutto schermo→ , ↓ , SPACE , N, L , J Slide successiva← , ↑ , P , H , K Slide precedenteShift + ←/↑/→/↓ Vai alla prima/ultima slideESC, O Panoramica delle slideM MenuInizieremo ad affrontare la questione della georeferenziazione di mappe ed immagini satellitari, lavorando su diverse tipologie di mappe e situazioni.
Nel frattempo, aprire QGIS!
Link alle slides:
Una volta caricate dal link, le slide dovrebbero seguire la presentazione in automatico
Prepariamoci adesso a georeferire la nostra seconda mappa, una mappa geomorfologica. Apriamo nuovamente la tabella attributi del layer bbox_mappe e selezioniamo Sweyhat e nuovamente zoomiamo alla selezione. Ci troviamo nella zona del lago Assad, e la mappa su cui lavoreremo proviene dagli studi della missione americana nell’area di Tell es-Sweyhat, importante sito del III millennio (Wilkinson 2004).
Facciamo un po’ di spazio per la nostra immagine togliendo la visibilità a tutti i layer che abbiamo caricato in QGIS. Per farlo clicchiamo sull’icona a forma di occhio nel pannello dei layer e dal menu a tendina selezioniamo “Nascondi tutti i layer”.
Apriamo nuovamente il georeferenziatore (Raster → Georeferenziatore), clicchiamo sul pulsante “Apri Raster” e selezioniamo il file wilkinson_sweyhat.jpg, cliccando poi su Apri.
Questa volta, invece di inserire manualmente i punti di controllo, li caricheremo da un file. Immaginiamo che qualcuno abbia già georeferito l’immagine, ma che non trovi più il file georeferito. Avere un file con i punti di controllo è molto utile per riprodurre una georeferenziazione in modo rapido.
Clicchiamo sul pulsante a forma di incrocio con una freccia verso l’alto (“Carica Punti GCP”).
Selezioniamo il file “wilkinson_sweyhat.jpg. points” (nella cartella raster del nostro progetto)
Una volta caricato, potete vedere che alcuni punti sono stati caricati sulla mappa, possiamo poi osservare la corrispondenza tra questi e il layer dei siti archeologici nel nostro database. Alcuni di questi siti infatti sono presenti nel nostro geopackage e possono aiutarci a georeferire la mappa. Cambiamo intanto le impostazioni del georeferenziatore. Helmert dovrebbe essere già selezionata come trasformazione, quindi cambiamo solamente il sistema di riferimento in “EPSG:32638 - WGS 84 / UTM zone 38N” che dovrebbe essere già visibile dal semplice menu a tendina.
Come potete vedere, in questo caso l’errore di ogni singolo punto è molto alto (come anche evidenziato dalle linee rosse che partono dai punti nella mappa del georeferenziatore). In questo caso, data la tipologia di mappa potrebbe essere più complicato trovare più punti, quindi al momento accontentiamoci e avviamo la georeferenziazione.
Come potete vedere dal risultato, la nostra mappa è stata georeferita correttamente, sebbene ci siano delle incongruenza tra i siti nel nostro geopackage e quelli nella mappa, dovute appunto agli errori residui. Potremo riprovare a prendere più punti, oppure a cambiare tipologia di trasformazione (a Polinomiale 1 o 2, ad esempio) per ottenere un risultato migliore.
Se osserviamo attentamente, abbiamo altri punti dai nostri siti archeologici che possono essere associati a quelli sulla mappa ma che non sono inseriti come punti gcp nel nostro georeferenziatore. Possiamo usare questi siti come guida per migliorare la nostra georeferenziazione.
Aggiungiamo quindi un nuovo sito cliccando sull’area nella mappa all’interno del georeferenziatore. Clicchiamo su “dalla mappa” e selezioniamo il sito corrispondente cliccando sul punto dal layer siti carchemish nella nostra mappa.
Confermiamo quindi la nostra scelta per aggiungere un nuovo punto.
Procediamo a fare la stessa cosa per altri siti visibili sulla mappa e corrispondenti al nostro layer puntuale. Osservate come l’errore medio si sia sensibilmente ridotto in basso a destra. È ancora alto, ma abbiamo comunque migliorato il risultato precedente. Procediamo quindi alla georeferenziazione cliccando sul pulsante verde in alto.
Se non modifichiamo il nome del file nelle impostazioni del georeferenziatore, il file di output verrà automaticamente sovrascritto. Possiamo eliminare la vecchia immagine dalla lista dei layer e osservare come la nuova, sebbene presenti ancora degli errori, sia relativamente più accurata della precedente immagine. Chiudiamo pure il georeferenziatore.
Apriamo nuovamente la tabella attributi del layer bbox_mappe e zoomiamo questa volta nell’ultima area, quella di Tiro. Per quest’area, fortemente e lungamente urbanizzata, non sono disponibili mappe archeologiche o geomorfologiche, ma possiamo ricorrere ad un altro tipo di fonti: le foto satellitari.
Generalmente le immagini CORONA sarebbero la scelta più comune, tuttavia oggi utilizzeremo delle immagini HEXAGON, che hanno succeduto le CORONA alla fine degli anni ’70 e operato a livello globale durante gli anni ’80. Queste immagini hanno una risoluzione spaziale maggiore delle CORONA e permettono come queste di visualizzare il paesaggio in anni precedenti la grande urbanizzazione del Vicino Oriente.
È stato recentemente pubblicato un articolo molto interessante sulle immagini HEXAGON con dei casi-studio nel Vicino Oriente (Hammer et al. (2022)).
Apriamo nuovamente il georeferenziatore e carichiamo il raster “hexagon_tyre.tif.”
Potete vedere che QGIS ha già inserito automaticamente i punti di controllo. Questo perché, se esiste un file .points con lo stesso nome dell’immagine che stiamo georeferendo, qgis li caricherà automaticamente nel momento in cui carica anche l’immagine stessa.
Tuttavia, potete vedere come, nonostante stavolta abbiamo a disposizione più punti delle altre due mappe, l’errore medio è comunque alto. Questo è dovuto alla distorsione dell’immagine (che ricordiamo, è una foto fatta dallo spazio), che necessita di un’adeguata trasformazione per essere corretto al meglio.
Apriamo quindi le impostazioni di georeferenziazione (il pulsante con l’ingranaggio). In Tipo di trasformazione, apriamo il menu a tendina e selezioniamo Polinomiale 1, lasciando poi tutte le altre impostazioni di default. Una volta fatto, clicchiamo su Ok.
Notate come l’errore residuo di ogni singolo pixel e l’errore medio siano diminuiti considerevolmente. Generalmente, questo tipo di immagini richiedono molti più punti di controllo, ma per il momento possiamo fermarci qui e avviare la georeferenziazione (che potrebbe richiedere del tempo in più rispetto alle precedenti).
Una volta caricata la mappa potremo visualizzare il territorio in un’istantanea del 1979, permettendoci di tracciare cambiamenti e modifiche del paesaggio nel tempo se confrontate con la nostra mappa Google di base.
Abbiamo quindi visto come, tramite tre semplici tipologie di mappe, sia possibile visualizzare e importare in QGIS molte tipologie di dati diversi. L’immissione di dati di diverso tipo apre le porte a moltissime possibilità di digitalizzazione e analisi, tutto all’interno di QGIS stesso.
Vediamo anche velocemente come etichettare un layer, ovvero come mostrare su mappa i valori all’interno della tabella attributi. L’etichettatura è un modo molto efficace per mostrare informazioni sui layer all’interno di una mappa nel momento in cui questa viene distribuita o pubblicata.
Per farlo, apriamo il pannello Stile Layer e spostiamoci nella scheda delle etichette (indicate da un’etichetta gialla con “abc” scritto all’interno)
Per mostrare le etichette, molto semplicemente, dal menu a tendina selezioniamo “Etichette Singole”.
L’immagine che ci viene restituita non è molto leggibile (un po’ anche a causa del dataset che stiamo usando). Per fortuna, la personalizzazione delle etichette in QGIS offre moltissime possibilità, tutte gestibili dalle schede all’interno del pannello di stile. Dalla scheda iniziale possiamo ad esempio modificare il carattere e la dimensione del testo, oltre che il suo colore e la sua opacità.
Un primo passo per una miglior leggibilità del testo è quella di disegnare un buffer intorno ad esso. Per farlo, spostiamoci nella relativa scheda del menu etichette, e spuntiamo la casella “Disegna buffer del testo”. Possiamo anche definire la dimensione del buffer, di solito un valore tra 0,8 e 1 va più che bene.
Possiamo poi anche determinare quanto lontano le etichette si debbano posizionare rispetto al punto a cui fanno riferimento. Per farlo, spostiamoci nella scheda relativa al posizionamento delle etichette.
Modifichiamo ad esempio il valore Distanza per allontanare le etichette dal punto. Esistono molte modalità di posizionamento, definite dal menu a tendina “Moda”, ma per il momento quello Cartografico va più che bene.
Aumentando la distanza tra l’etichetta e il punto corrispondente, rischiamo di rendere meno chiara la loro relazione. Per collegare in maniera più evidente le due, possiamo disegnare le c.d. linee di richiamo, che collegheranno l’etichetta al punto. Per farlo, spostiamoci nella rispettiva scheda e spuntiamo la casella “Disegna linee di richiamo”.
Da questa stessa scheda possiamo modificare lo stile della linea, definire quanto si distacchi dal punto o dall’etichetta, e così via.
Se clicchiamo sulla casella “Disegna linee di richiamo”, possiamo vedere che delle linee che connettono il punto alla rispettiva etichetta verranno disegnate automaticamente da QGIS.
Le etichette possono poi essere spostate anche manualmente. Nella barra dei menu abbiamo una serie di pulsanti a forma di etichetta che si occupano della gestione di queste ultime direttamente dalla mappa. Per spostare un’etichetta manualmente, selezioniamo il pulsante dell’etichetta con la freccia verso destra.
Una volta selezionato, il nostro cursore diventerà una croce e quando passeremo sopra le etichette queste verranno evidenziate da un riquadro rosso. Clicchiamo su una di esse.
Qgis ha bisogno di una chiave primaria per spostare le etichette (non c’è bisogno di approfondire la questione, di solito la scelta di default va benissimo), clicchiamo quindi su Ok nel pannello che si è aperto.
Possiamo adesso muovere e spostare la nostra etichetta (notate che anche le altre etichette verranno riorganizzate automaticamente di conseguenza). Le nostre impostazioni relative a linee di richiamo ecc. verranno comunque preservate e adattate alla nuova posizione dell’etichetta.
Vediamo che l’etichetta si è spostata dove abbiamo selezionato noi. Questo è molto utile quando abbiamo a che fare con molti punti e molte etichette, o semplicemente per ottenere un miglior posizionamento di queste ultime e non oscurare parti significative di mappa.
Georeferenziazione
OpenStreetMap
Mappe Topografiche di epoca sovietica
Mappe Topografiche di epoca sovietica - pubblicazioni (vedere slide successiva)
L’etichettatura in QGIS